[發(fā)明專利]一種恒定混凝土約束應(yīng)力設(shè)備環(huán)境溫度的方法

有效

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• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113138614B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 辛建達(dá);蔣曉明;劉毅;陳忠勇;張國新;晏國順;張磊;何定全;王振紅;楊映;汪娟;田德智;侯文倩;陳立成;馬曉芳;蔣理;李金桃;王世奎;粘智光;朱蒙恩;訾進(jìn)甲;王亮;井德剛;張春雨
• 申請（專利權(quán)）人: 華電西藏能源有限公司大古水電分公司;中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;G05D23/185;G01N33/38
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 趙郁軍

本發(fā)明提供一種恒定混凝土約束應(yīng)力設(shè)備環(huán)境溫度的方法，即根據(jù)混凝土約束應(yīng)力設(shè)備的大小，設(shè)計一環(huán)境箱，將混凝土約束應(yīng)力設(shè)備內(nèi)置在環(huán)境箱內(nèi)；在環(huán)境箱內(nèi)設(shè)置有溫控系統(tǒng)，使環(huán)境箱內(nèi)的溫度保持恒定；所述環(huán)境箱內(nèi)的溫度保持在20℃。所述溫控系統(tǒng)包括水冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)。由于本發(fā)明通過控制環(huán)境箱內(nèi)的溫度，使環(huán)境箱內(nèi)的溫度保持恒定，從而達(dá)到消除試驗設(shè)備因所處環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生測量誤差的問題，極大地提高混凝土約束應(yīng)力設(shè)備變形數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性。同時，由于本發(fā)明對試驗設(shè)備的溫度控制空間范圍縮小至試驗設(shè)備的三維空間，與傳統(tǒng)的實驗室整體控溫控制相比更為可靠，實現(xiàn)度和精度更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使實驗室內(nèi)混凝土約束應(yīng)力設(shè)備環(huán)境溫度恒定的方法。

背景技術(shù)

由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的斷面較厚，混凝土澆筑后其內(nèi)部快速水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量無法及時散失，導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度升高。當(dāng)其內(nèi)部混凝土溫升達(dá)到峰值后，其內(nèi)部溫度與外界環(huán)境的溫差出現(xiàn)緩慢下降的過程，由于此時混凝土的彈性模量較初期更高，且徐變能力更弱，故，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在晚齡期階段會因約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，一旦拉應(yīng)力超過相應(yīng)齡期的抗拉強度，大體積混凝土結(jié)構(gòu)便會產(chǎn)生溫度裂縫。大量溫度裂縫的產(chǎn)生將直接對大體積混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和安全性產(chǎn)生影響！

大體積混凝土溫度抗裂研究一直是工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點。當(dāng)前實驗室內(nèi)已有部分混凝土約束應(yīng)力設(shè)備可以模擬大體積混凝土結(jié)構(gòu)(例如大壩)的開裂歷程，其基本原理是：通過應(yīng)變計實時測量混凝土試件的變形，根據(jù)混凝土試件在不同溫度歷程下的變形，通過電機(jī)推、拉動作模擬混凝土試件因約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力，對混凝土試件實施完全或部分變形約束。

當(dāng)前實驗室通過混凝土約束應(yīng)力設(shè)備測量混凝土試件約束應(yīng)力及混凝土變形時，存在一致命問題，即：因環(huán)境溫度的影響，測量值不準(zhǔn)確，導(dǎo)致依據(jù)該測量值計算的混凝土約束應(yīng)力不準(zhǔn)確。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的斷面很厚，可達(dá)數(shù)十米，導(dǎo)致混凝土溫降的歷程非常緩慢，大多維持在0.3～0.5℃/天，因此，在模擬大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫降的試驗過程中，需要十分精確的捕捉大體積混凝土結(jié)構(gòu)在上述溫降過程中產(chǎn)生的變形。然后，在實際試驗過程中，由于測量周期長，對于擱置于某一實驗室內(nèi)的試驗機(jī)，其所處的環(huán)境溫度如果不能精準(zhǔn)控制，便會導(dǎo)致變形傳感器測出的變形耦合出大量由于試驗環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生的變形，導(dǎo)致變形傳感器測出的數(shù)據(jù)含有大量誤差，嚴(yán)重影響試驗精度！

而環(huán)境溫度對試驗數(shù)據(jù)的影響在已有的混凝土約束應(yīng)力試驗設(shè)備中都沒有考慮，因此，試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性及精度大大下降。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述原因，本發(fā)明的目的是提供一種使實驗室內(nèi)混凝土約束應(yīng)力設(shè)備環(huán)境溫度恒定的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種恒定混凝土約束應(yīng)力設(shè)備環(huán)境溫度的方法，其特征在于，根據(jù)混凝土約束應(yīng)力設(shè)備的大小，設(shè)計一環(huán)境箱，將混凝土約束應(yīng)力設(shè)備內(nèi)置在環(huán)境箱內(nèi)；在環(huán)境箱內(nèi)設(shè)置有溫控系統(tǒng)，使環(huán)境箱內(nèi)的溫度保持恒定；

所述環(huán)境箱由金屬框架和安裝固定在金屬框架前、后、左、右、頂面的防火保溫板構(gòu)成；金屬框架的形狀、尺寸依混凝土約束應(yīng)力設(shè)備的形狀、三維尺寸而確定；所述環(huán)境箱內(nèi)的溫度保持在20℃；

所述溫控系統(tǒng)包括水冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)；

所述水冷系統(tǒng)包括設(shè)置在所述環(huán)境箱內(nèi)的若干個噴頭；所述風(fēng)冷系統(tǒng)包括設(shè)置在所述噴頭旁的風(fēng)扇；

所述風(fēng)扇的風(fēng)速與所述噴頭噴水量之間的關(guān)系為：

式中，v_i是噴頭處風(fēng)速，T_i是噴頭處實測的溫度數(shù)據(jù)；l_i是噴頭距離混凝土試件的距離；Q_i是噴頭的噴射量。

在本發(fā)明較佳實施例中，所述水冷系統(tǒng)包括布設(shè)在所述環(huán)境箱金屬框架上的冷卻水管，在冷卻水管上間隔地安裝有噴頭，在每個噴頭旁安裝有一溫度傳感器，及控制器；